JP2002050941A - 圧電振動子とその電極接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極膜中に半田成分を拡散させないことで、
振動特性の悪化を阻止することができる圧電振動子とそ
の電極接合方法を提供すること。 【解決手段】 圧電振動片１１の表面に設けた励振電極
１９と接続された、金または銀を含む金属でなる接続電
極１３，１４に対して、外部から駆動電圧を印加するた
めのインナーリード１７ａを接合する構成とした圧電振
動子であって、前記インナーリードの先端には、金もし
くは銀電極に対して拡散性のない接合金属を位置決めす
るための位置決め手段２５を有しており、この位置決め
手段に対して、前記接合金属３４を適用して、この接合
金属が局所加熱されることにより、前記インナーリード
１７ａと前記圧電振動片１１の接続電極１３，１４とが
接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子の圧電
振動片に外部から駆動電圧を供給するためのインナーリ
ードを接合する方法と、このような方法によりインナー
リードが接合された圧電振動子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、圧電振動子に使用される水晶
振動片を製造する場合の従来の製造工程を簡単に示すフ
ローチャートである。

【０００３】図において、先ず、電圧を印加することに
より、振動を生じる圧電材料として、所定の結晶成長工
程により得た人工水晶の原石を切断し、水晶ウエハを形
成する。そして、この水晶ウエハを研磨して、ウエハの
表裏両面の平行度を高めると共に、決められた厚みに調
整する。そして、加工後の水晶ウエハを切断して、水晶
振動片を形成するためのチップの大きさとすると共に、
切断端面を研磨して、水晶片を得る（ＳＴ１）。

【０００４】次いで、この水晶片の表面（表裏両面）
に、蒸着等により電極膜を形成する。すなわち、圧電体
である水晶片に電極を形成して、所定の振動を生じさせ
るために、その表面には励振電極と、この励振電極と外
部から駆動電圧を供給するための外部電極と接続する接
続電極と、この接続電極と励振電極とを接続するための
引き出し電極が設けられる（ＳＴ２）。

【０００５】図１２（ａ）は、上記電極膜８の膜構造を
示している。水晶片２の上には、先ず下地層としてＣｒ
が蒸着等により成膜され、その上に上層として、例えば
銀による電極層４が形成される（ＳＴ２）。

【０００６】次に、外部電極である給電電極を半田また
は導電性接着剤を用いて接続電極と接合し（ＳＴ３）、
続いて、アニール処理をして、この接合工程までに加え
られた内部応力を除去する（ＳＴ４）。

【０００７】そして、ＳＴ２で形成した電極膜８の質量
を調整して、つまり、電極層４の成分を追加して重りつ
けして周波数調整したり、あるいは電子ビームやイオン
ビームもしくはレーザ光を照射したり、プラズマガスを
用いた手段によって、電極層４の金属被膜を微妙に除去
してその質量を削減する周波数調整する（ＳＴ５）。す
なわち、水晶振動片の所望の周波数に対して、実際の振
動周波数を調整して、その所望の振動性能に合わせ込み
を行う。

【０００８】周波数調整が終了したら、真空中や窒素雰
囲気中で、パッケージ内に水晶振動片を封止し（ＳＴ
６）、水晶振動子が形成され、実装の態様により、面実
装の場合には、この水晶振動子を樹脂モールドする（Ｓ
Ｔ７）。この時、水晶振動片には、加熱ストレスがかか
ることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな製造工程により作られた圧電振動片を利用した圧電
デバイスでは、図１３に示すように、その製品が高い温
度環境、例えば、摂氏１２５度程度の環境にあると、振
動周波数が変化してしまうという問題があった。

【００１０】この場合、圧電振動片の振動周波数は、低
くなるように変化している。これにより、所望の振動性
能が保持できないという問題がある。

【００１１】そして、このような変動の原因として、上
述した製造工程上の問題が考えられる。

【００１２】すなわち、上記ＳＴ３の外部電極と接続電
極との半田接合工程以降において、圧電振動片に熱が加
わる（ＳＴ４、ＳＴ６、ＳＴ７）と、半田成分が電極膜
８へ拡散してしまう。先ず、この半田成分は、接合後に
上述した製造工程の例えばＳＴ４のアニール処理や、Ｓ
Ｔ６の封止や、ＳＴ７のモールド工程等の高温環境に置
かれると、電極層４の中にさらに拡散していく。

【００１３】この場合、半田成分は、主として電極層４
の表面に先ず拡散し、この拡散した半田成分が電極膜８
の質量を増加させて、上述したような周波数の変化とな
って悪影響を及ぼしている。

【００１４】ここで、電極層４内に、クロム等のある種
の金属成分が拡散していた場合に、上記半田成分の拡散
が防止できることが判明している。しかしながら、図１
２のような電極膜８の構造では、クロム成分は、下地層
３の接する領域の近傍にしか拡散せず、一方、半田成分
は、下地層３のある側とは反対の電極層４の表面に多く
拡散するため、クロムの拡散による上述したような半田
拡散の抑止効果が期待できない。

【００１５】また、外部電極を半田を用いて接合する
と、この半田には、鉛（Ｐｂ）成分が含まれるために、
場合によっては、環境に悪影響を及ぼすおそれもある。

【００１６】このような事態を避けるため、インナーリ
ード６と圧電振動片との接合に、導電性の接着剤を用い
る方法もある。

【００１７】しかし、導電性接着剤は、一般に半田より
も接合強度に劣ることから、十分な接合強度を確保する
ためには、多量の接着剤を使用しなければならない。

【００１８】このような接着剤を使用すると、接着剤か
ら揮発成分に基づくアウトガスが発生し、接合後の封止
工程（上記ＳＴ６）以後に、パッケージ内の水晶振動片
に付着して、これを原因として振動周波数が変化してし
まうおそれがある。

【００１９】さらに、接着剤は、耐熱性が低いだけでな
く、材料コストが高く、製造コストの上昇につながる
等、種々の問題がある。本発明は、金または銀電極に対
して拡散性のない接合金属を用いることにより、上記課
題を解消することができる圧電振動子とその電極接合方
法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、圧電振動片の表面に設けた励振電極と接
続された、金または銀を含む金属でなる接続電極に対し
て、外部から駆動電圧を印加するためのインナーリード
を接合する構成とした圧電振動子であって、前記インナ
ーリードの先端には、金もしくは銀電極に対して拡散性
のない接合金属を位置決めするための位置決め手段を有
しており、この位置決め手段に対して、前記接合金属を
適用して、この接合金属が局所加熱されることにより、
前記インナーリードと前記圧電振動片の接続電極とが接
合されている、圧電振動子により、達成される。

【００２１】請求項１の構成によれば、圧電振動片の励
振電極には、接続電極から駆動電圧が供給されるように
なっている。この接続電極は、金または銀を含む金属，
すなわち、金または銀それ自体か、金または銀の合金で
形成されている。この接続電極に対して、外部給電電極
としてのインナーリードが接合されており、このインナ
ーリードは、その先端部に位置決め手段を有していて、
この位置決め手段には、インナーリードを接合するため
の金もしくは銀電極に対して拡散性のない接合金属が適
用されて、この接合金属だけを局所加熱されることで、
溶融され、接続電極に対して接合されている。

【００２２】したがって、接合金属に、従来のような半
田が用いられていないので、鉛成分が環境等に悪影響を
与えることがなく、しかも、接着剤を用いているわけで
もないから、アウトガスによる性能劣化の心配もない。
また、半田が用いられていないので、半田成分が圧電振
動片の励振電極内に拡散することが本質的にないので、
振動周波数が変化してしまうことがない。

【００２３】すなわち、ここで、「拡散性のない接合金
属」とは、接合金属が励振電極まで拡散して、振動周波
数を変化させることがないという接合金属の性質を指し
ている。

【００２４】そして、この接合金属のみを局所的に加熱
して溶融することで接合が行われているので、圧電振動
片に対して、接合箇所以外の箇所を加熱することがな
く、熱的悪影響を与えることがないので、この点におい
ても、振動性能が劣化するおそれがない。

【００２５】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記接合金属が、Ｓｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂｉのうちの
少なくともひとつの金属でなるか、もしくは、これらの
金属を含む合金でなることを特徴とする。

【００２６】請求項２の構成によれば、前記接合金属
は、Ｓｎ（錫），Ａｇ（銀），Ａｕ（金），Ｂｉ（ビス
マス）でなるか、これらの合金を使用することで、圧電
振動片の励振電極の電極膜への拡散を防止できる接合金
属を得ることができる。

【００２７】特に、ＳｎやＢｉ、あるいはＳｎやＢｉを
含む合金は、溶融温度が比較的低い易融合金であるか
ら、接合が容易で圧電振動片への熱による悪影響も防止
できて好ましい。

【００２８】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成において、前記接合金属が、球体でなることを特徴と
する。

【００２９】請求項３の構成によれば、球体の接合金属
を利用することで、特殊な構成のバンプを形成する必要
がなく、簡単に接合することができる。また、球体の接
合金属は形成することが容易で、搬送等の取扱いも容易
である。そして、接合金属を球体にした形態を前提とす
ると、その接合のための機構も単純なもので済む。

【００３０】請求項４の発明は、請求項１または２の構
成において、前記接合金属が、偏平な円板状でなること
を特徴とする。

【００３１】請求項５の発明は、請求項１または２の構
成において、前記接合金属が、立方体でなることを特徴
とする。

【００３２】請求項６の発明は、請求項１または２の構
成において、前記接合金属が、大径の円板と小径の円板
を重ねた形状でなることを特徴とする。

【００３３】また、上記目的は、請求項７の発明にあっ
ては、圧電振動片の表面に設けた励振電極と接続され
た、金または銀を含む金属でなる接続電極に対して、外
部から駆動電圧を印加するためのインナーリードを接合
するようにした圧電振動子の電極接合方法であって、前
記インナーリードの先端に設けた位置決め手段に対し
て、金もしくは銀電極に対して拡散性のない接合金属を
適用し、この接合金属を局所加熱することにより、溶融
金属によって前記インナーリードと前記圧電振動片の接
続電極とを接合する、圧電振動子の電極接合方法によ
り、達成される。

【００３４】請求項７の構成によれば、請求項１と同様
の作用を発揮するとともに、特に接合方法として、イン
ナーリードの先端に設けた位置決め手段を利用すること
で、容易に接合金属を位置決めして、局所的に溶融させ
る場合の加熱範囲を予め決定することができるので、部
分的加熱手段を適用しやすい。

【００３５】請求項８の発明は、請求項７の構成におい
て、前記接合金属が、Ｓｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂｉのうちの
少なくともひとつの金属でなるか、もしくは、これらの
金属を含む合金でなることを特徴とする。

【００３６】請求項９の発明は、請求項７または８の構
成において、前記接合金属が、球体でなることを特徴と
する。

【００３７】請求項１０の発明は、請求項９の構成にお
いて、前記球状の接合金属の供給部から、中心に吸引孔
を有する保持手段によりこの球状接合金属を吸着し、前
記インナーリードの位置決め手段まで運んで、この位置
決め手段の上に載置し、次いで、球状接合金属の吸着を
解除して、前記吸引孔を介して、レーザ光，電子ビーム
を前記接合金属に当てて、あるいは前記保持手段を介し
て超音波を前記接合金属に当てて局所加熱することを特
徴とする。

【００３８】請求項１０の構成によれば、保持手段が球
状接合金属を吸着してインナーリードの位置決め手段ま
で運ぶだけでなく、この保持手段の吸引孔を介して、レ
ーザ光、電子ビームまたは超音波といった部分的加熱手
段を適用できるので、接合金属の移動位置決めと、加熱
溶融工程が簡単となる。

【００３９】請求項１１の発明は、請求項９の構成にお
いて、前記球状の接合金属の供給部から延びる供給管
が、中心に孔を有する保持手段の途中に接続されてお
り、前記供給管から球状接合金属を保持手段の中心の孔
に供給し、保持手段は、この球状接合金属を前記インナ
ーリードの位置決め手段の上に落とし、次いで、前記中
心孔を介して、レーザ光または電子ビームを前記接合金
属に当てて局所加熱することを特徴とする。

【００４０】請求項１１の構成によれば、保持手段の中
心の孔を介して、接合金属を移動させて、位置決め手段
まで運び、この保持手段の中心の孔を介して、レーザ光
または電子ビームといった部分的加熱手段を適用できる
ので、このような方法によっても、接合金属の移動位置
決めと、加熱溶融工程が簡単となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。

【００４２】図１は、本発明の実施形態による圧電振動
片としての水晶振動片を利用した圧電振動子を示す斜視
図であり、図２はその概略平面図、図３は概略断面図で
ある。

【００４３】これらの図において、この圧電振動子１０
は、空間部１２ａが形成されたパッケージ１２と、この
パッケージ内に密封される一方向に長い板状の水晶振動
片１１を備えている。

【００４４】圧電振動片としての水晶振動片１１は、例
えば水晶により短冊状に形成された板体であり、この水
晶振動片１１上には、後述する製造工程において、励振
電極１９と、接続電極１３，１４が形成されている。励
振電極１９は外部から駆動電圧を印加されることで、圧
電作用に基づいて、水晶に所定の厚みすべり振動を生じ
させるためのものである。この励振電極１９と接続電極
とは引き出し電極により接続されている。

【００４５】励振電極１９は、図１の裏面にも同様に形
成されており、接続電極１４は、表面側に形成した励振
電極１９との間に引き出し電極１４ａを介して接続され
ている。接続電極１３は、裏面側に形成した同じ形状の
励振電極（図示せず）との間に引き出し電極（図示せ
ず）を介して接続されている。

【００４６】パッケージ１２は、例えば金属材料によ
り、形成されている。具体的には、パッケージ１２は、
加工のしやすい洋白や、より好ましくはコバール等によ
り形成されており、図１において手前側が開放され、奥
側に底部２３を有する中空の筒体として形成されてい
る。

【００４７】パッケージ１２の開放端１８ａから上記空
間部１２ａ内には、水晶振動片１１が挿入され、その一
端部には、上記接続電極１３，１４上に、パッケージ外
部から引き込まれる給電電極としてのリード端子１７，
１７の各先端，すなわちインナーリード１７ａ，１７ａ
が、実質的に拡散性のない，すなわち、励振電極１９へ
ほとんど拡散することのない接合金属１５，１６を用い
てそれぞれ接合されている。これらインナーリード１７
ａ，１７ａの表面には、例えば、半田，金，銀等の金属
がメッキされている。

【００４８】そして、パッケージ１２の開放端１８ａ
は、プラグ１８を嵌入されて、密閉されている。このプ
ラグ１８は、図２及び図３に示すように、パッケージ１
２の開放端１８ａの内周部に嵌入される金属製のリング
１８ｂと、このリング１８ｂの内側に配置される例えば
ガラス材料等でなる絶縁部材１８ｃとを有している。

【００４９】このプラグ１８を介して、水晶振動片１１
の一端側が固定され、奥側が自由端１１ａとされること
により、水晶振動片１１は片持ち方式で支持された構造
となっている。そして、プラグ１８の絶縁部材１８ｃ
は、これを貫通するリード端子１７，１７どうしを絶縁
している。

【００５０】上記水晶振動片１１は、図１１で説明した
従来と同じ工程で製造される（ＳＴ１及びＳＴ２）が、
外部電極である給電電極（インナーリード）１７ａを水
晶振動片の接続電極１３に接合する工程において、半田
や導電性接着剤を利用していない点が異なっている。

【００５１】次に、この接合工程について、詳しく説明
する。

【００５２】図４は、本発明の実施形態である水晶振動
片の接合構造を示す部分拡大平面図であり、図５はその
概略断面図である。

【００５３】図において、インナーリード１７ａの先端
には、接合金属３４を位置決めするための位置決め手段
２５が形成されている。この位置決め手段２５は、加熱
溶融されて、固化することによって、接合する機能を果
たす接合金属３４を、接合に際して、インナーリード１
７ａの先端にて正しく位置決めするものである。

【００５４】位置決め手段２５は、図５に示すようにイ
ンナーリード１７ａ一体に、かつその厚みが薄くされて
延びる先端部２６と、この先端部２６が基端側より厚み
が薄くされることで、少なくとも下面側に形成される段
部２８を有している。そして、さらに、先端部２６に
は、図４で示されているように、例えば、段部２８から
所定の距離の箇所に、横長のほぼ楕円形状の貫通孔２７
が形成されている。この貫通孔２７の短軸方向の内径
は、接合金属３４の外形よりも僅かに大きくされてい
る。これにより、貫通孔２７内に球状の接合金属３４を
適用するだけで、この接合金属は、重ねられた水晶振動
片１１の接続電極１３，１４の中心に位置するようにさ
れている。

【００５５】すなわち、接合金属３４は、この場合、例
えば球形の金属で構成され、この金属材料は、金もしく
は銀電極に対して拡散性のないものが選定され，好まし
くは易融合金（Ｆｕｓｉｂｌｅ ａｌｌｏｙ）でなって
いる。

【００５６】具体的には、接合金属３４は、例えば、Ｓ
ｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂｉから選定された一種類の金属か、
もしくは、これらの金属を含む合金で構成されている。
そして、接合金属３４の直径は、図５に示されているよ
うに、インナーリード１７ａの先端部２６の厚みよりも
大きく、先端部２６の貫通孔２７に接合金属３４が配置
された時に、上下にわずかに露出するような大きさに設
定されている。

【００５７】以上の構成に基づいて、インナーリード１
７ａは、図５に示すように、その段部２８を水晶振動片
１１の接合端側の端部１１ｃに当接されることにより、
先端部２６の下で、図４に示すように、接続電極１３，
１４の上に位置決めされる。そして、この状態で、接合
金属３４，３４に後述する方法で局所的に熱を加えられ
ると、接合金属３４，３４だけが溶融する。この場合、
熱は接合金属３４，３４だけに加えられ、接合対象であ
る水晶振動片１１は加熱されないので、溶融された接合
金属３４，３４は水晶振動片１１の接続電極１３，１４
上で大きく広がることなく、電極部からはみ出すことが
ない。しかも、接合金属３４，３４は、接続電極１３，
１４の電極膜を構成している金や銀の金属成分に対し
て、拡散性がないものが選定されている。このため、従
来のように半田を用いる場合にその半田成分が電極膜内
に拡散することによって、その質量増加を招くという事
態を防止することができ、水晶振動片１１の振動性能に
悪影響を及ぼすことがない。

【００５８】さらに、この場合、水晶振動片１１とイン
ナーリード１７ａ，１７ａとの接合は、接合金属により
行われ、従来よく行われていたような接着剤が使用され
ていないことからも、接着剤から揮発成分に基づくアウ
トガスが発生し、接合後の封止工程以後に、パッケージ
内の水晶振動片に付着して、これを原因として振動周波
数が変化してしまうという事態も回避される。しかも、
インナーリード１７ａ，１７ａと水晶振動片１１の接合
の際には、インナーリード１７ａ，１７ａが水晶振動片
１１に対して、その位置決め手段２５の段部２８により
容易に位置決めされ、さらに、小さな球体でなる接合金
属３４を接合対象どうしの間の適切な位置に合わせる場
合にも、インナーリード１７ａ，１７ａの位置決め手段
２５の貫通孔２７，２７を利用することで、各接合金属
３４，３４が接続電極１３，１４の中心に位置するよう
に、容易に位置決めされることができる。

【００５９】さらに、図５で説明したように、位置決め
手段２５は、その板厚が薄く形成されることで、段差２
８を有しており、この段差２８による段部が形成されて
いる分だけ接合金属３４との接合面積が広くなってい
る。これにより接合強度が向上することになる。

【００６０】図６は、上述した接合工程における接合金
属３４の加熱の方法の一例を示している。

【００６１】この方法では、接合金属３４の供給部３３
から、移動のためのアーム手段８図示せず）等により支
持された保持手段３０により、接合金属３４を移動させ
ることにより、接合位置まで運ぶようにされている。

【００６２】ここで、保持手段３０は、中心に吸引孔３
２を備えている。この吸引孔３２は、接合金属３４の外
径よりもわずかに小さな内径を有し、図示しない真空ポ
ンプ等に接続されており、保持手段３０の先端にて吸引
圧を発生し、接合金属３４を先端に吸着することができ
る。

【００６３】また、保持手段３０の吸引孔３２は、その
孔の延びる方向に沿って、レーザ光Ｌまたは電子ビーム
等の加熱ビームを照射したりすることができるようにな
っている。

【００６４】つまり、保持手段３０は、レーザ光や電子
ビームを発生する手段や、超音波を発生するホーン等に
接続されており、吸引孔３２の中心に沿って、レーザ光
や電子ビームは矢印Ｌに示すように照射される。また、
超音波は吸引孔３２の中を通るのではなく、保持手段３
０自体により伝達されるようになっている。

【００６５】これにより、図６の左側に示すように供給
部３３上の接合金属３４をひとつづつ保持手段３０が、
そのノズルの先端に吸着して、図の右側に示す接合位置
まで移動させる。接合位置では、インナーリード１７ａ
の位置決め手段２５上の貫通孔２７上で、保持手段３０
が負圧を解除すると、接合金属３４は、貫通孔２６上で
保持手段３０の僅かな押圧力で保持されている。

【００６６】次いで、保持手段３０の吸引孔３２を介し
て、例えばレーザ光Ｌが照射されると、このレーザ光Ｌ
は、吸引孔３２の中心を通るので、先端にある接合金属
３４だけに照射される。これにより、接合金属３４だけ
が局所的にレーザの熱で瞬間的に加熱されて溶融する。

【００６７】このため、熱は接合金属３４，３４だけに
加えられ、接合対象である水晶振動片１１は加熱されな
いので、溶融された接合金属３４，３４は水晶振動片１
１の接続電極１３，１４上で大きく広がることなく、電
極部からはみ出すことがない。

【００６８】図７は、保持手段を用いた別の方法を示し
ている。

【００６９】この場合、保持手段３５は、ノズル状のも
のであり、中心の孔３８と、この中心の孔３８の途中に
接続された供給管３６を有している。

【００７０】中心の孔３８は、図６の保持手段３０と異
なり、その内径が接合金属３４の外形よりもわずかに大
きく設定されていて、吸引機能はない。また、供給管３
６は、途中に設けた検出手段からの検出結果等に基づい
て、接合金属３４をひとつづつ矢印方法へ送り、供給管
３６が開口する中心の孔３８に導くようになっている。

【００７１】さらに、この中心の孔３８は、図６の保持
手段３０と同様に、その孔の延びる方向に沿って、レー
ザ光Ｌまたは電子ビーム等の加熱ビームを発射すること
ができるようになっている。

【００７２】これにより、図７の方法においては、先
ず、保持手段３５のノズル状の先端を、インナーリード
１７ａの位置決め手段２５上の貫通孔２７上に移動させ
る。次いで、保持手段３５の供給管３６から接合金属３
４が管内を移動して、中心の孔３８に導かれ、貫通孔２
７上に運ばれる。

【００７３】次に、中心の孔３８を介して、例えばレー
ザ光Ｌが照射されると、このレーザ光Ｌは、中心の孔３
８の中心を通るので、先端にある接合金属３４だけに照
射される。これにより、接合金属３４だけが局所的にレ
ーザの熱で瞬間的に加熱されて溶融する。

【００７４】このため、熱は接合金属３４，３４だけに
加えられ、接合対象である水晶振動片１１は加熱されな
いので、溶融された接合金属３４，３４は水晶振動片１
１の接続電極１３，１４上で大きく広がることなく、電
極部からはみ出すことがない。

【００７５】図８は、インナーリード１７ａに形成した
位置決め手段の第１の変形例を示している。

【００７６】この場合、位置決め手段４１は、図５の場
合と同様に、板厚を薄くされるとともに、二股に別れ
て、２つの係止片４２，４３を備え、内側に、例えば菱
形もしくは平行四辺形を形成するようにされている。

【００７７】これら係止片４２，４３はバネ性を有して
おり、間に接合金属３４を挟みこむことにより、位置決
めするようになっている。

【００７８】したがって、接合金属３４を各係止片４
２，４３の間に挟み込むだけで、接合の際の位置決めを
行うことができる。

【００７９】図９は、接合金属の他の形態とこれに対応
した位置決め手段の変形例を示している。

【００８０】図９（ａ）では、接合金属４５は、球形で
はなく、偏平な円板状もしくはディスク状に形成されて
いる。この接合金属４５の材料は接合金属３４の場合と
同じである。

【００８１】そして、この接合金属４５の形状に対応し
て、インナーリード１７ａの先端の位置決め手段も、図
９（ｂ）に示すように構成されている。図において、位
置決め手段４６は、位置決め手段の第２の変形例であ
り、その先端部は、二股に別れていて、２つの係止片４
６ａ，４６ｂを備え、内側に円形の空間を形成するよう
にされている。これら係止片４６ａ，４６ｂはバネ性を
有しており、円形の空間内に図９（ａ）の接合金属４５
を挟みこむことにより、位置決めするようになってい
る。

【００８２】したがって、接合金属４５を各係止片４６
ａ，４６ｂの間に挟み込むだけで、接合の際の位置決め
を行うことができる。

【００８３】図９（ｃ）では、接合金属５５は、立方体
形状に形成されている。この接合金属５５の材料は接合
金属３４の場合と同じである。

【００８４】そして、この接合金属５５の形状に対応し
て、インナーリード１７ａの先端の位置決め手段も、図
９（ｄ）に示すように構成されている。図において、位
置決め手段５６は、位置決め手段の第３の変形例であ
り、その先端部は、二股に別れていて、２つの係止片５
６ａ，５６ｂを備え、内側に正方形の空間を形成するよ
うにされている。これら係止片５６ａ，５６ｂはバネ性
を有しており、正方形の空間内に図９（ｃ）の接合金属
５５を挟みこむことにより、位置決めするようになって
いる。

【００８５】したがって、接合金属５５を各係止片５６
ａ，５６ｂの間に挟み込むだけで、接合の際の位置決め
を行うことができる。

【００８６】このように、位置決め手段及び／または接
合金属の形状は種々の形態とすることができる。この場
合、これらは、その形状だけでなく、材料の点でも他の
形態とすることが可能である。

【００８７】図１０（ａ）に示す接合金属６５は、上述
の第２の変形例に近似しているが、大径部６５ａと、こ
れより径の小さな小径部６５ｂを有する偏平な２つの円
板を重ねたような二重円板状の外形を有している。

【００８８】この接合金属６５の大径部６５ａは、図１
０（ａ）に示すように、インナーリード１７ａの位置決
め手段２５に形成された貫通孔４７よりも大きい。尚、
この場合、貫通孔４７は、図４の場合と異なり、楕円形
ではなく、円形である。

【００８９】接合金属６５の小径部６５ｂは、この貫通
孔４７の内径よりも僅かに小さく、このため、図１０に
示すように、接合金属６５が、位置決め手段２５に載置
された時には、位置決め手段２５の貫通孔４７に小径部
６５ｂが入り込んで位置決めされる。

【００９０】これにより、図１０の場合には、接合金属
６５が、インナーリード１７ａと接合しやすい金属と、
水晶振動片１１の接続電極１３，１４の金属と接合しや
すい金属との両方の金属で形成されている結果、それぞ
れの接合箇所における接合強度が向上することから、イ
ンナーリード１７ａと水晶振動片１１とのマウント強度
も全体として向上することになる。本発明は上述の実施
形態に限定されない。上述の各実施形態や変形例の各構
成は、省略したり、適宜任意に組み合わせることができ
る。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、半
田拡散による振動子の周波数変化や導電性接着剤を用い
た場合のアウトガスによる振動子の周波数変化等のおそ
れが無い圧電振動子とその電極接合方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧電振動子としての水
晶振動子の一例を示す概略斜視図。

【図２】図１の水晶振動子の概略水平断面図。

【図３】図１の水晶振動子の概略垂直断面図。

【図４】図１の水晶振動子における水晶振動片の電極の
接合構造を示す部分拡大平面図。

【図５】図４の水晶振動片の電極の接合構造を示す概略
断面図。

【図６】図４の水晶振動片の電極の接合工程における加
熱方法の一例を示す説明図。

【図７】図４の水晶振動片の電極の接合工程における加
熱方法の他の例を示す説明図。

【図８】図１の水晶振動子における水晶振動片の電極の
接合構造における位置決め手段の第１の変形例を示す部
分拡大平面図。

【図９】本発明における水晶振動片の電極の接合に使用
される接合金属と位置決め手段の変形例を示しており、
（ａ）接合金属の第２の変形例、（ｂ）第２の変形例の
接合金属に対応した位置決め手段の好適な形態、（ｃ）
接合金属の第３の変形例、（ｄ）第３の変形例の接合金
属に対応した位置決め手段の好適な形態、をそれぞれ示
す部分拡大図。

【図１０】本発明における水晶振動片の電極の接合に使
用される接合金属のさらに異なる構成例を示しており、
（ａ）接合金属の第４の変形例、（ｂ）第４の変形例の
接合金属により、水晶振動片の電極の接合を行う様子を
示す概略断面図。

【図１１】従来の水晶振動片の製造方法を説明するため
のフローチャート。

【図１２】従来の水晶振動片の電極膜の構造を示し、
（ａ）製造時の膜構造を示す概略断面図、（ｂ）製造後
の熱的影響による電極膜構造の変化を示す概略断面図。

【図１３】従来の水晶振動片の製造後の熱的影響による
周波数変化の様子を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ 水晶振動子 １１ 水晶振動片 １２ パッケージ １３ 接続電極 １４ 接続電極 １４ａ 引き出し電極 １５ 金または銀電極に対して拡散性のない金属 １６ 金または銀電極に対して拡散性のない金属 １７ａ インナーリード １９ 励振電極 ２５ 位置決め手段 ２６ 先端部 ２７ 貫通孔 ３０ 保持手段 ３４ 接合金属

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J108 AA04 BB02 CC04 DD02 EE02 EE07 EE11 EE14 FF10 FF13 GG04 GG06 GG10 GG15 KK03 MM04 MM06

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動片の表面に設けた励振電極と接
   続された、金または銀を含む金属でなる接続電極に対し
   て、外部から駆動電圧を印加するためのインナーリード
   を接合する構成とした圧電振動子であって、 前記インナーリードの先端には、金もしくは銀電極に対
   して拡散性のない接合金属を位置決めするための位置決
   め手段を有しており、 この位置決め手段に対して、前記接合金属を適用して、
   この接合金属が局所加熱されることにより、前記インナ
   ーリードと前記圧電振動片の接続電極とが接合されてい
   ることを特徴とする、圧電振動子。
2. 【請求項２】 前記接合金属が、Ｓｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂ
   ｉのうちの少なくともひとつの金属でなるか、もしく
   は、これらの金属を含む合金でなることを特徴とする、
   請求項１に記載の圧電振動子。
3. 【請求項３】 前記接合金属が、球体でなることを特徴
   とする、請求項１または２に記載の圧電振動子。
4. 【請求項４】 前記接合金属が、偏平な円板状でなるこ
   とを特徴とする、請求項１または２に記載の圧電振動
   子。
5. 【請求項５】 前記接合金属が、立方体でなることを特
   徴とする、請求項１または２に記載の圧電振動子。
6. 【請求項６】 前記接合金属が、大径の円板と小径の円
   板を重ねた形状でなることを特徴とする、請求項１また
   は２に記載の圧電振動子。
7. 【請求項７】 圧電振動片の表面に設けた励振電極と接
   続された、金または銀を含む金属でなる接続電極に対し
   て、外部から駆動電圧を印加するためのインナーリード
   を接合するようにした圧電振動子の電極接合方法であっ
   て、 前記インナーリードの先端に設けた位置決め手段に対し
   て、金もしくは銀電極に対して拡散性のない接合金属を
   適用し、 この接合金属を局所加熱することにより、溶融金属によ
   って前記インナーリードと前記圧電振動片の接続電極と
   を接合することを特徴とする、圧電振動子の電極接合方
   法。
8. 【請求項８】 前記接合金属が、Ｓｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｂ
   ｉのうちの少なくともひとつの金属でなるか、もしく
   は、これらの金属を含む合金でなることを特徴とする、
   請求項７に記載の圧電振動子の電極接合方法。
9. 【請求項９】 前記接合金属が、球体でなることを特徴
   とする、請求項７または８に記載の圧電振動子の電極接
   合方法。
10. 【請求項１０】 前記球状の接合金属の供給部から、中
    心に吸引孔を有する保持手段によりこの球状接合金属を
    吸着し、 前記インナーリードの位置決め手段まで運んで、この位
    置決め手段の上に載置し、 次いで、球状接合金属の吸着を解除して、前記吸引孔を
    介して、レーザ光，電子ビームを前記接合金属に当て
    て、あるいは前記保持手段を介して超音波を前記接合金
    属に当てて局所加熱することを特徴とする、請求項９に
    記載の圧電振動子の電極接合方法。
11. 【請求項１１】 前記球状の接合金属の供給部から延び
    る供給管が、中心に孔を有する保持手段の途中に接続さ
    れており、 前記供給管から球状接合金属を保持手段の中心の孔に供
    給し、 保持手段は、この球状接合金属を前記インナーリードの
    位置決め手段の上に落とし、 次いで、前記中心孔を介して、レーザ光または電子ビー
    ムを前記接合金属に当てて局所加熱することを特徴とす
    る、請求項９に記載の圧電振動子の電極接合方法。